定向井技术(入门基本概念)

定向井技术(入门基本概念)

定向井技术（部分）

编制：李光远

编制日期：2002年9月9日

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一、定向井基本术语解释

1）井眼曲率：指在单位井段内井眼前进的方向在三维空间内的角度变化。它既包含了井斜角的变化又包含着方位角的变化，与“全角变化率”、“狗腿度严重度”都是相同含义。

K=

v a SIN l l a 2*22

⎪⎭

⎫ ⎝⎛∆∆Φ+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆

式中：

均值

相邻两点间井斜角的平际长度

相邻两测点间井段的实的增量相邻两测点的增量相邻两测点----∆--∆Φ--∆v a l a 方位角井斜角

2）井斜角、方位角和井深称为定向井的基本要素，合称“三要素”。

3）αA ：A 点的井斜角，即A 点的重力线与该点的井眼前进方向线的夹角。单位为“度”； 4）ΦA ：A 点的井斜方位角，亦简称“方位角”，即从正北方向线开始，顺时针旋转到该点井眼前进方向线的夹角。单位为“度”；

5）S B ’：B ’点的水平位移，即井口到B ’点在水平投影上的直线距离，也称“闭合距”。单位为“米”； 6）ΦS ：闭合距的方位角，也称“闭合方位角”。单位为“度”；

7）L A ：A 点的井深，也称“斜深”或“测深”，即从井口到A 点实际长度。单位为“米”； 8）H A ：A 点的垂深，即L A 在H 轴上的投影。

H A 也是A 点的H 坐标值。同样，A 点在NS 轴和EW 轴上的投影，也可得到A 点的N 和E

坐标值。

9）磁偏角：某地区的磁北极与地球磁北极读数的差异；

10）造斜点：在定向钻井中，开始定向造斜的位置叫造斜点、通常以开始定向造斜的井深来表示；

11）目标点：设计规定的、必须钻达的地层位置，称为目标点；

12）高边：定向井的井底是个呈倾斜状态的圆平面，称为井底圆。井底圆上的最高点称为

高边。从井底圆心至高边之间的连线所指的方向，称为井底高边方向。高边方向上水平投影的方位称高边方位，即井底方位；

13）工具面：造斜工具面的简称。即在造斜钻具组合中，由弯曲工具的两个轴线所决定的

那个平面；

14）工具面角：工具面角有两种表示方法：

A 、高边基准工具面角，简称高边工具角，即高边方向线为始边，顺时针转到工具

面与井底圆平面的交线上所转过的角度；

B 、磁北基准工具面角，简称磁北工具面角，即高边工具面角与井底方位角之和；

15）定向角：是定向工具面角的简称，即在定向造斜或扭方位时，当启动井下马达后，工

具面所处的位置，用工具面角表示。

16）装置角:扭方位时，启动井下马达后工具面所处的位置与轨迹方位之差为装置角,通常用“ω”表示。

17）安置角：是安置工具面角的简称，即在定向造斜或扭方位时，当启动井下马达之前，

将工具面安置的位置。安置角在数值上等于定向角加反扭角。

18）井下三器：减震器、扶正器、振击器

19）井身质量：是指井深轴线的倾斜度（或弯曲状况）与该井设计规定的偏差。

20）无磁钻铤材质：由锰、铬、镍合金，或蒙乃尔合金（一种主要成分为镍、铜及少量其它金属材料）制成。

二、单点胶片读片方法 1、 20度

N

S E

W

1 2

3 4

2 1

3

6 7 8

8 5 4 6 7 8

5 2 1

3

4 6 7

5 2 1 3

4

6 7 8 5 5

10

15

使用读片器阅读0～20°的底片时，将阅读器放在底片上，使阅读器的瞄准线通过底片中心和测锤“+”字交点在底片上的投影点，瞄准线所对的罗盘刻度的读数即为井斜方位角，投影点所在的同心圆圈数即为井斜角，每一圈表示1°。同时，还可读得定位针方位角（即磁北基准工具面角）。如上图

2、90度

阅读15～90°的底片时，横线穿过的刻度线指示井斜角，数字1、2、3、4……分别表示井斜角10°、20°、30°、40°……，刻度是每一小格为一度。竖线穿过的圆周刻度指示井斜方位角，圆周刻度上标有N 、E 、S 、W 和度数，因此可直读井斜方位角。同时，底片还可读定位针方位角（即磁北基准工具面角，读法如下：1、阅读器十字线与底片十字线重合；2、依据阅读器的刻度读出定位针与方位线的角差；3、判断该角差的正负，如从方位线到定位针按N →E →S →W →N 的顺序变化，则角差值为正，如从方位线到定位针按N →W →S →E →N 的顺序变化,则角差值为负；4、定位针方位角[即磁北基准工具面角]=井斜方位角+该角差）。如上图

三、平均角法定向井轨迹计算

1 1

2

2 3 3 4

4 5

5

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

N NW

NE

6

7

8 E

方位=磁方位+磁偏角如：磁方位=5度；磁偏角=-2.5度，则：方位=2.5度

1、平均井斜（—

a）=[上点井斜（α1）+该点井斜（α2）]/2

段长（ΔL）=该点测深（L

2）—上点测深（L

1

）

分段垂深（ΔH）=ΔL*C O S（—a）

分段位移（ΔS）=ΔL*S I N（—a）

该点垂深（H）=上点垂深（H

）+分段垂深（ΔH）

2、平均方位（—

Φ）=[上点方位（Φ1）+该点方位（Φ2）]/2

特例：

（1）如所得值在Φ

1与Φ

2

的大角平分线上时，则

—

Φ=（Φ1+Φ2）/2-180

例（如右图）：

Φ

1=65度Φ

2

=285度

—

Φ=[（65+285）/2]-180=-5=355（）

（2）井斜为0或上点井斜为0时，平均方位的计算方法，举例如下：井斜方位平均方位

0* *

510 —

Φ=10

0* —

Φ=10

5350 —

Φ=350

南北分量：ΔN=ΔS*COS —Φ

南北坐标：N=上点南北坐标（N

）＋南北分量（ΔN）

东西分量：ΔE=ΔS*SIN —Φ

东西坐标：E=上点东西坐标（E

0）＋东西分量（ΔE）

ΔH

ΔL

α

Φ

Δ

N

E

Δ

Δ

Δ

N

Φ

Φ E